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植物提取物培训课件 植物提取物是以植物为原料 按照对提取的最终产品的用途的需要 经过物理化学提取分离过程 定向获取和富集植物中的某一种或多种有效成分 而不改变其有效成分结构而形成的产品 按照提取植物的成份不同 形成甙 酸 多酚 多糖 萜类 黄酮 生物碱等 按照性状不同 可分为植物油 浸膏 粉 晶状体等 植物提取物定义 植物提取行业作为一个新兴行业 从出现到现在才短短二十几年的时间 尽管十九世纪初欧洲一些国家就开始着手生产并应用植物提取物 但那时还只是盟芽状态 不成规模 更谈不上够成一个产业 直到十九世纪八十年代初 在全世界掀起一股 回归自然 的狂潮 人们在感觉到化学合成药物的附作用之后对纯天然的中草药产生一种安全感 从而使得植物提取物的发展迅猛而势不可挡 但植物提取的真正兴起还是在1994年美国的DSHEA发布之后 美国FDA正式接受植物提取物作为一种食品补充剂ADietarySupplement使用 使得植物提取的发展得以真正升级 全球植物提取物市场快速发展是进入21世纪以来 是在伴随着科技水平的不断进步和人们生活水平的提高 人们对健康产品的关注日益增加 也因为化学合成品对人体的毒性及对自然的危害也日益明显 天然 健康的植物提取物已成为人们的迫切需要 顺应此趋势 天然健康食品原料 尤其是植物提取行业得到迅速发展 展现出前所未有的活力 根据德国Analy Realizeag公司统计 截止2013年 全球植物提取物市场规模达到96亿美元 近年来 得益于全球植物提取物市场的需求的旺盛 国内植物提取物行业也表现出强劲的增长势头 根据中国医药保健品进出口商会统计 2013年我国植物提取物贸易出口额为14 1亿美元 近几年的复合增长率为22 植物提取物发展历程 植物提取物是融合现代制药技术的新型高科技产品 也是近年来中药占领国际市场的新品种 加工程度与科技含量较高 随着近年来国际上 回归自然 绿色消费 渐成时尚 天然植物药在西方发达国家成为现代医疗保健的理想选择 由此也营造了巨大的天然植物药产品市场 广泛用于药品 食品 保健食品 化妆品 日常用品行业 前景无可估量 植物提取物行业前景 目前我国涉及植物提取物生产的厂家有2600多家 其中出口经营的公司有5200多家 出口经营仍以外贸公司为主 占到出口总额的80 以上 生产经营分散 一些大型医药企业都有涉足 专门做提取物的企业也有相当数量 但多以中小企业为主 其中较大 较有影响的有10几家左右 如莱茵生物 河北晨光 陕西嘉禾等 总的来说 与国内其他医药生产企业一样 植物提取物企业也存在着数量多 规模小 效益低 多数厂家产品单一 抗风险能力低等现状 此外 产品质量不统一 缺乏统一有效的控制 国内植物提取物发展概况 我国有关政策法规 国家科技部 外经贸部 财政部 税务总局和海关总署以国科发计字 1999 565号文联合发布将400多味药用植物提取物颗粒列入 中国高新技术产品出口目录 同时把银杏叶提取物 紫杉醇 鬼臼霉素 三尖杉酯碱 麻黄提取物 香豆素类 高三尖杉酯碱 芦丁 茶黄色素 红曲红色素等列入目录中 充分体现了植物提取物的技术含量高和市场影响大等特性 国家计委启动 现代中药产业化 工程 植物标准提取物产业是重点支持项目 鼓励开发以国际市场为目标市场的植物提取物商品 引导这一新兴产业快速健康发展 国家计委 国家经贸颁布 当前国家重点鼓励的产业 产品和技术目录 列入 中药有效成分的提炼 纯化和分析技术开发 高附加值出口优势产品生产 等项目 中国药典和有关药品标准中尚未采用 植物提取物 这一概念 而代之以 浸膏 流浸膏 中国药典2000年版共收载单味中药 流 浸膏13种 有17种中药制剂以植物提取物组方 我国1999年发布的 新药审批办法 中 将中药材提取的有效成分和复方提取的有效成分列为一类新药 将中药材 天然药物中提取的有效部位 复方中提取的有效部位群列二类新药 医保商会将建议国家有关部门 按照药品的注册方式建立产品注册制度 提高产业集中度 增加利润率 提高行业准入门槛 改善行业形象 建议成立专门的机构 严格审查企业的硬件设备和软件技术 提高行业的准入门槛 同时淘汰不合格企业 建立完善的行业生产规范和质量标准体系 同时建议有关部门严格控制植物提取物产品的出口质量 在通过行业认定的和国际认可的质检部门的检验合格后方可出口 坚持可持续发展战略 建议对濒危品种的提取物产品建立规章制度 限制出口额 规定出口价 以保护资源 维护国内企业的经济利益 植物提取物产业政策概况 欧美等国家和地区政策 美国的草药管理比较落后 但制定了 饮食补充剂健康和教育法 其对 饮食补充剂 的定义包括了 草药或其它植物 以及其 任何浓缩物 这毫无疑问地确定了植物提取物作为饮食补充剂的合法地位 2000年版 美国药典 收载的植物药中包括提取物 含植物油 芳香油等 20种 在德国立法程序上允许植物提取物作为处方药进行登记 德国注册药品中约有60 000种含有草药成分 大部分是草药浸剂 这些药品基于600 700种植物 制作的提取物或制剂约5 000种 欧洲药典 列出了提取物 Extracts 通则 2000年增补版中收载了3种标准化提取物 芦荟 番泻叶和颠茄叶标准化提取物 并正探讨对提取物进一步规范和分类 按内在质量分为量化提取物 QuantifiedExtracts 标准提取物 StandardizedExtracts 和纯化提取物 PurifiedExtracts 欧洲产生了各种药用植物的标准化提取物 紫锥菊 缬草 短棕榈和银杏叶等 植物提取物产业政策概况 1 天然产物成分的分类2 植物提取物的主要活性成分3 主要的植物提取物产品4 植物提取物的生产工艺5 植物提取物的应用6 我国植物提取物的现状与发展方向 天然产物成分的分类 以中药材为例 中药材的成分比较复杂 不仅复方如此 就是单味药也是如此 所含成分按其生物活性可分为有效成分 辅助成分 无效成分和组织物 有效成分 指有药理活性 能产生药效的物质 如生物碱 苷类 挥发油等 有效成分一般有一定的分子式或结构式和理化常数 又称为有效单体 如果是尚未提纯 或纯化 成单体的称为有效部位 应能反映一定的活性指标 辅助成分 指本身没有特殊疗效 但能增强或缓和有效成分作用的物质 强洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进其吸收 发挥其强心作用 无效成分 指本身无效甚至有害的物质 如脂肪 淀粉 蛋白质等 往往影响提取效果 制剂的稳定性 外观和药效等 组织物 指构成药材细胞或其他不溶性物质 如纤维素 栓皮等 药材的有效成分和辅助成分是提取的主要对象 无效成分和组织物应尽量分离除去 因此这是产处理的必要步骤 但应注意 所谓无效成分只是相对概念 如鞣质在没食子酸或五倍子中是收敛的有效成分 在大黄泻下而起止泻作用的辅助成分 在注射剂中多为无效成分 天然产物提取的类型 以中药为例 中药提取可分为单体成分提取 单味药提取和中药复方提取三种类型 1 单体的提取 指提取物的纯化 若某些药材的有效成分有特殊疗效 化学结构 理化性质 药理 毒性均已明确 含量可观 技术经济合理 可以进行单一成分的提取 分离 精制 如齐墩果酸 豆腐果苷 黄连素 石吊兰素等 都可纯化制成片剂 又如天花粉 一叶秋碱 黄藤素等可纯化制成注射液 许多单体的制剂有利于稳定性与安全性 但是有些药物纯化后不如单味药的有效部分提取物疗效好 2 单味药的提取 单味药提取物的化学成分 大多数尚不清楚 或不完全清楚 但从中医临床疗效的实践要比单体化合物的作用好得多 制备的成本也较低 单味药提取是中药制剂加工的一项重要提取方法 不仅适用于单方成药的制剂 如五味子 刺五加 益母草等 而且适用于复方成药制剂的生产 3 中药复方提取 从古至今 中药复方一直占重要地位 在中医临床实践中基本上都是使用复方 以其综合成分 作为整体而起作用 例如四逆汤是由附子 肉桂 干姜 甘草组成 附子含乌头碱毒性极大 但经煎煮 一方面由于水解可降低毒性 而另一方面甘草中的甘草酸与乌头碱可形成复盐 在体内逐渐分解而起作用 实验证明四逆汤的LD50只有单味附子的1 4 许多复方药 如补中益气汤 麻杏石甘汤 大黄牡丹汤 补阳还五汤等 都是以其整体发挥作用的 1植物提取物的主要活性成分 1 1生物碱类1 2黄酮类1 3多糖类 1 4苷类1 5有机酸类1 6挥发油类 1 1生物碱类 即植物碱 一种碱性含氮有机化合物 有显著的生物活性或毒性 是中草药重要的有效成分 化学性质 无色 味甚苦 大多具有碱性 一般不溶或难溶于水和醇 易溶于有机溶剂 其盐类极性较大 易溶于水醇 1 1几种主要生物碱类 黄连中的小檗碱 黄连素 有较强的抗菌作用 用于治疗菌痢 肠胃炎等麻黄中的麻黄碱用作辛温解表和平喘药 冰毒 脱氧麻黄碱 萝芙术中的利血平降低血压和减慢心率 作用缓慢 温和而持久喜树中的喜树碱DNA合成抑制剂 对DNA合成期的肿瘤细胞有较强的杀伤作用长春花中的长春新碱对白血病 癌症均有效 且毒性较低吗啡和海洛因 黄连 麻黄 喜树碱 长春花 1 2黄酮类 黄酮类化合物广泛存在于植物的各个部位 尤其是花 叶部位 约20 的中草药中都含有黄酮类化合物 资源丰富 具有多种生物活性 抗菌 消炎 抗突变 降压 抗氧化 清热解毒 抗癌 防癌等 1 2几种常见的黄酮类物质 蜂胶 抗生素 免疫增强剂 抗氧化剂大豆异黄酮 植物雌激素 对女性有较好的保健作用 尤适合更年期女性 花青素 人体除 锈 剂1 抗氧化 清除自由基 提高机体免疫力2 抗衰老3 血管的保护神4 降低胆固醇5 肌肤美白除皱佳品绿茶提取物 茶多酚 儿茶素银杏提取物 抗氧化与自由基 蜂胶原胶 超临界提取物 乙醇提取物 紫杉醇 银杏 1 3多糖类 大于10个单糖组成的多糖化合物 如淀粉 纤维素作用 降血清胆固醇 抗癌防癌 调节免疫食用菌多糖 灵芝多糖 益气补虚 健身增智 扶正固本 延年益寿香菇多糖 益气不饥 治风破血 益胃助食灰树花 猴头菇 冬虫夏草等藻类多糖 紫菜中草药多糖 人参 黄芪等 香菇 灰树花 1 4苷类 糖与一种物质 酚类 黄酮类 结合而成的物质化学性质 无色 无臭 具苦味 呈中性或酸性 可溶于水和乙醇 萝卜 萝卜甙 萝卜芥子油苦杏仁苷 降气化痰 止咳平喘 润肠通便水杨甙 白柳皮 水杨酸 解热 镇痛 抗风湿强心甙 对心肌有显著兴奋作用 心力衰竭皂甙 水溶液经振摇后易起持久的肥皂样泡沫 1 5有机酸类 柠檬酸 枸椽酸 乳酸酒石酸苹果酸抗坏血酸草酸咖啡酸绿原酸 抗生素最有效的替代品饲料防腐调节肠道菌群 1 6挥发油类 精油 具有挥发性 可随水蒸汽蒸馏出来的油状液体 大部分具有香气薄荷油 疏散风热 清利头目 利咽 透疹 疏肝解郁玫瑰精油 玫瑰香气最浓 清而不浊 和而不猛 柔肝醒脾 流气活血 而绝无辛温刚燥之弊 断推气分药中 最有捷效而最为良者 芳香诸品 殆无其匹 大蒜油 植物黄金 2主要的植物提取物产品 2 1以食源性为主的植物及其提取物 魔芋 葡萄甘露聚糖糖尿病 延缓葡萄糖吸收 降低餐后血糖肥胖 低热量 增加饱腹感 螺旋藻 丰富的蛋白质 60 70 小麦的6倍 猪肉的4倍 鱼肉的3倍 鸡蛋的5倍 干酪的2 4倍 且消化吸收率高达95 苦荞麦 植酸 本草纲目 性味苦 平 寒 有益气力 续精神 利耳目 降血糖 降血脂 增强人体免疫力 苦瓜 植物胰岛素青苦瓜祛暑解热 明日清心 熟苦瓜养血滋肝 益脾补肾 番茄红素人体自身不能合成抗氧化 抑制突变 绿茶提取物 茶多酚天然抗氧剂 抗菌保鲜剂 祛臭剂 防褪色剂 荷叶 生物碱清热降火 除烦止渴 竹叶 黄酮安全无毒高度的抗氧化稳定性 桑叶 味甘 苦 性寒疏散风热又能清肺止咳常用于风热感冒 2主要的植物提取物产品 2 2以药源性为主的植物及其提取物 淫羊藿黄酮类淫羊藿苷补肾阳强筋骨祛风湿 青黛 大青叶 板蓝根叶清热解毒 凉血止血 红景天红景天苷红棕色粉末活血止血清肺止咳 刺五加刺五加苷 棕黄色粉末益气健脾 补肾安宁 当归内酯类棕色粉末补血活血 调经止痛 润肠通便 黄芪 黄芪皂甙 根入药 味甘 性温补气 固表 利水 消肿 托毒 生肌 黄芩 黄芩甙 根入药清热燥湿 泻火解毒 安胎 五味子甘 酸辛 苦 咸收敛固涩益气生津补肾宁心 月见草 夜来香精油促进血液循环使老化细胞恢复生命力 水飞蓟水飞蓟素保肝 贯叶连翘金丝桃素禽流感 抑郁症 3植物提取物的生产工艺 3 1水提取水溶性好多糖 有机酸 皂苷 酚类 鞣质 氨基酸 多肽 蛋白质3 2有机溶剂提取乙醇提取 酚类 鞣质 有机酸 香豆素 强心苷 甾体5 HCl 乙醇提取液 生物碱石油醚 甾体 萜类 脂肪油3 3酶水解淀粉 果胶 蛋白质等杂质反应温和纤维素酶 3 4超声提取定义 超声波空化作用 加速植物有效成分的浸出优点 提取时间短 提取方法简单 提取率高 提取温度低 避免高温高压对有效成分的破坏缺点 容器要求较高 噪声 设备放大问题3 5微波提取定义 在微波场中 物质吸收微波能力有差异 某些组分能被选择性加热 被萃取 提取时间短 设备简单 投资较少萃取机理不明3 6超临界萃取以超临界流体代替常规有机溶剂进行萃取和分离挥发性成分 脂溶性物质 高热敏性物质以及贵重药材温度低 保留有效成分 无溶剂残留 纯度高 操作简单高压设备 一次性投资较大 运行成本高 3 6膜分离定义 按照分子量的大小对物质进行分离分类 微滤0 02 10 m 除掉大分子物质超滤 纳滤 1 20nm 分级反渗透 0 1 1nm 除掉小分子物质 水 优点 高效的分离效果 按分子量分离低能耗 环保 无相变化接近室温的工作温度 纯物理过程简化工艺 连续化操作缺点 膜污染 3 6膜分离应用 水处理除去水中悬浮物 胶体和微生物污水处理 除去城市污水病毒海水和苦咸水淡化 纯水和超纯水制备 中药提取除去高分子杂质 提高药液澄明度 食品茶多酚和速溶茶粉果汁分离浓缩啤酒回收啤酒渣 白啤除菌回收乳清蛋白质 酶制剂的生产 4植物提取物的应用 植物药 主要有效成分2013 460亿美元 美 德 法 日 保健食品 主要有效成分天然矿物质 维生素 蛋白 碳水化合物等饮料功能性饮料 茶饮料食品添加剂抗氧化剂 着色剂 护色剂 乳化剂 香精香料 增味剂 营养强化剂 甜味剂日用品牙膏 冰箱除臭剂 洗涤剂化妆品基础护理 抗衰老 美白 5我国植物提取物的现状与发展方向 存在问题 质量标准模糊对功效成分及含量标准认识不清只认某一指标而忽视其他指标 生产工艺选择不当 生产企业技术装备落后 与GAP缺乏衔接 原材料把关不严 中药材生产质量管理规范 种属 产地 栽培 采收 加工方式不同 成分不同 有毒有害物质控制不严农药残留 重金属超标 微生物超标 溶剂残留 对策 建立与实施GEPGoodExtractingPractice良好药物提取标准 确立适宜的质量标准建立药用植物的化学指纹图谱以生物活性测定代替化学成分的测定 优化工艺 制定相应SOP各单元质量标准操作规程 采用先进技术和设备 提高科技含量 严格控制有毒有害物质 把好原料关 加强与GAP的衔接 植物提取物提取过程及机理 植物性药材的有效成分的分子量一般比无效成分的分子量要小得多 故提取时有效成分需透过细胞膜 而无效成分则应留在细胞内 1 提取过程的阶段划分植物性药材的提取过程一般可分为润湿 渗透 溶解 扩散等几个阶段 润湿与渗透阶段新药材的细胞中 含有多种可溶性物质和不溶性物质 药材经干燥后 内部水分大部分被蒸发 故细胞萎缩 当药材被粉碎时 一部分细胞可能发生破裂 其中所含的成分可直接提取 而大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态 当与提取剂接触时被提取剂所润湿 同时提取剂通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内 植物提取物提取过程及机理 提取剂能否润湿药材表面 并渗透进入到细胞组织中 取决于提取剂对物质的润湿性以及该物质与提取剂间的界面张力 一般情况下 非极性提取剂不易从含有大量水分的药材中提取出有效成分 极性提取剂不易从富含油脂的药材中提取出有效成分 对于含油脂的药材可先用石油醚或苯进行脱脂 然后再用适宜的提取剂提取 植物提取物提取过程及机理 溶解阶段提取剂进入细胞组织后 与药材中的各种成分相接触 并使其中的可溶性成分转入到提取剂中 该过程称为溶解 药物成分溶解于提取剂的过程可能是物理溶解过程 也可能是使药物成分溶解的反应过程 药材的种类不同 其溶解机理有很大差异 一般情况下 水能溶解晶体和胶质 故其提取液多含胶体物质而呈胶体液 乙醇提取液含胶质较少 而亲脂性提取液则不含胶质 植物提取物提取过程及机理 扩散阶段提取剂溶解有效成分后 形成的浓溶液具有较高的渗透压 从而形成扩散点 其溶解的成分将不停地向周围扩散以平衡其渗透压 这正是提取过程的推动力 在固体外表面与溶液主体之间存在一层很薄的溶液膜 其中的溶质存在浓度梯度 该膜常称为扩散边界层 植物提取物提取过程及机理 常用提取剂和提取辅助剂 1 常用提取剂适宜的提取剂应对天然产物中的有效成分有较大的溶解度 而对无效成分应少溶或不溶 此外 提取剂还应无毒 价廉 且易于回收 常用的提取剂有水 乙醇 丙酮 氯仿 乙醚 石油醚等 水 水具有极性大 溶解范围广 价廉等特点 是最常用的提取剂 水可提取药材中的生物碱盐类 甙 苦味质 有机酸盐 甙质 蛋白质 糖 树胶 色素 多糖类 果胶 粘液质 菊糖 淀粉等 以及酶和少量的挥发油等 但由于水的选择性较差 因而提取液中常含有大量的无效成分 从而给制剂带来一定的困难 此外 部分有效成分 如某些甙类等 在水中会发生水解 常用提取剂和提取辅助剂 乙醇 乙醇的溶解性介于极性与非极性溶剂之间 有时采用乙醇与水的混合液作为提取剂 可从药材中选择性地提取某些有效成分 研究表明 含量大于90 的乙醇适用于提取药材中的挥发油 有机酸 树脂 叶绿素等成分 含量为50 70 的乙醇适用于提取生物碱 甙类等成分 含量小于50 的乙醇适用于提取苦味质 蒽醌类化合物 常用提取剂和提取辅助剂 氯仿 氯仿是一种非极性提取剂 能溶解药材中的生物碱 甙类 挥发油和树脂等成分 但不能溶解蛋白质 鞣质等成分 氯仿具有防腐作用且不易燃烧 但有强烈的药理作用 故一般仅用于有效成分的提纯和精制 常用提取剂和提取辅助剂 石油醚 石油醚是一种非极性提取剂 其溶解的选择性较强 可溶解药材中的脂肪油 蜡等成分 少数生物碱亦能被石油醚溶解 但对药材中的其他成分几乎不溶 在制药生产中 石油醚常用作脱脂剂 常用提取剂和提取辅助剂 2 提取辅助剂凡加入提取剂中能增加有效成分的溶解度及制品的稳定性或能除去或减少某些杂质的试剂称为提取辅助剂 例如 提取生物碱时加入适量的酸 由于酸能与生物碱形成可溶性的生物碱盐 因而有利于生物碱的提取 又如 提取甘草制剂时加入氨溶液则有利于甘草酸的提取等 常用提取剂和提取辅助剂 盐酸 硫酸 冰醋酸和酒石酸等均是常用的酸类提取辅助剂 氨水 碳酸钠 碳酸钙等均是常用的碱类提取辅助剂 此外 许多表面活性剂也常用作提取辅助剂 常用提取剂和提取辅助剂 3 提取剂的选择依据天然产物成分在溶剂中的溶解度直接关系到提取效果的好坏 在实际的生产过程中 根据要提取物质的不同性质选取不同的溶剂 以使要提取的成分达到最高含量 提取剂可分为亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂 一些常见溶剂的亲水性的强弱顺序 水 甲醇 乙醇 丙酮 乙酸乙酯 乙醚 氯仿 苯 石油醚 常用提取剂和提取辅助剂 提取方法 选择 主要依据所提取药物中有效成分的性质 若有效成分为芳香挥发性成分 多选择蒸馏法提取 如冰片 藿香 当归 川芎 厚朴等 若为热敏性成分 选择连续逆流提取法 渗漉法或温浸法等温度较低的提取方法较好 一般药材可根据有效成分 生产成本 可操作性及生产效率进行综合考虑 中药复方则应兼顾方中所有药材有效成分 不可顾此失彼 同时也要计算生产成本 主要工艺参数 药材粒度 药材的粒度越小 比表面积就越大 相应的传质表面积也越大 提取速率就越快 但药材的粒度不宜过小 否则会增大提取液与药渣的分离难度 对于植物性药材 粉碎过细还会使大量细胞破裂 细胞内的大量不溶物及较多的树脂 粘液质等将混入提取液中 导致产品质量下降 适宜的粒度取决于提取剂及药材的种类和性质 例如 以水为提取剂时 药材易膨胀 其粒度可大一些 或切成薄片和小段 以乙醇为提取剂时 药材的膨胀作用小 可采用5 20目的粗粉 叶 花 草等疏松药材宜采用粗粉 根 茎 皮等坚硬药材 宜采用细粉 动物性药材宜采用较小的粒度 这样可使细胞结构破坏得更加完全 有效成分也就更容易地提取出来 主要工艺参数 温度 一般情况下 溶质在提取剂中的溶解度随温度的升高而增大 同时扩散系数亦随温度的升高而增大 因此 适当升高温度可提高提取速率和产品收率 但随着提取温度的升高 杂质的数量亦随之增加 从而引起产品质量的下降 此外 过高的温度还可能引起热敏性组分的分解破坏 并使易挥发组分的损失增大 实际生产中 一般宜将温度控制在提取剂的沸点以下进行提取 主要工艺参数 压力 药材组织坚实紧密 提高压力可加快润湿与渗透速度 使药材组织内更快地充满提取剂 并形成浓溶液 从而缩短开始发生溶质扩散过程所需的时间 但当药材组织内充满提取剂后 增大压力对扩散速度的影响甚微 此外 对组织松软 易于润湿和渗透的药材 压力对提取过程的影响并不显著 主要工艺参数 时间 当条件一定时 提取时间越长 产品的收率就越高 但当提取过程达到动态平衡后 再延长时间收率也不会增加 相反地杂质量会增加 导致产品质量下降 主要工艺参数 浓度差 浓度差是指药材内部毛细孔内的浓溶液与其外部溶液主体的浓度差 它是提取过程的传质推动力 浓度差越大 提取速率就越快 因此 适当增大浓度差 可缩短提取时间 提高提取效率 实际生产中 常采用增大液固比 增加提取次数 采用逆流提取等方法来增大浓度差 研究表明 逆流提取的平均浓度差和提取效率一般要高于一次提取 故生产中常采用逆流提取 主要工艺参数 相对运动速度 提高固液两相的相对运动速度 可增强固液两相间的摩擦 从而可减薄扩散边界层的厚度 加速提取过程 例如 采用浸渍法提取时 增设或强化搅拌可加速提取过程 主要工艺参数 提取剂用量和提取次数 提取剂用量对提取效果有着直接的影响 在特定的操作条件下 增加提取剂用量 可加速提取过程 减少提取次数 但增加提取剂用量将使提取液变稀 使回收溶质和提取剂的成本增加 当提取剂用量一定时 增加提取次数可提高提取收率 但首次提取时的用量应不少于润湿和溶解药材所需的最少量 针对不同种类的药材和提取剂 适宜的提取剂用量和提取次数可通过实验和经济衡算来确定 提取设备 多功能提取罐 1 下气动装置 2 夹套 3 油水分离器 4 冷却器 5 冷凝器 6 上气动装置 7 罐体 8 上下移动轴 9 料叉 10 带筛板的活动底 提取效率高 操作方便 能耗较少 可用于水提 醇提 热回流提取 循环提取 水蒸气蒸馏提取挥发油及回收有机溶剂等 提取设备 多功能提取罐 结构简单 既可间歇操作 又可半连续操作 常用于植物籽的提取 缺点是提取率和提取液的浓度均较低 一般不适用于贵重或有效成分含量较低的药材的提取 提取设备 U形螺旋式提取器 1 进料管 2 螺旋输送器 3 出料管 4 水平管可密闭操作 适用于挥发性有机溶剂的提取操作 提取设备 螺旋推进式提取器 1 出渣装置 2 螺旋板 提取设备 平转式连续提取器 渗漉式连续提取器 提取设备 连续逆流提取器 浸渍式连续逆流提取器 可通过改变浆的转速和叶片数量来适应不同品种药材的提取 提取设备 波尔曼式连续提取器 渗漉式连续提取器 1 半浓液槽 2 壳体 3 篮子 4 桨式输送器 5 提取剂高位槽 6 残渣槽 7 药材料斗 8 半浓液高位槽 9 链条 10 链轮 11 全浓液槽 12 循环泵 波尔曼式连续提取器 提取设备 组合式连续提取器 既有浸渍过程又有喷淋过程 千代田式L形连续提取器 提取设备 罐组式逆流提取机组 半连续提取过程或阶段连续逆流提取过程 6单元罐组式逆流提取过程的工作原理 提取设备 罐组式逆流提取机组 实际生产中 通过管道 阀门等将若干组提取单元以图中所示的方式组合在一起 即成为罐组式逆流提取机组 操作中可通过调节或改变提取单元组数 阶段提取时间 提取温度 溶剂用量 循环速度以及颗粒形状 尺寸等参数 以达到缩短提取时间 降低提取剂用量 并最大限度地提取出药材中的有效成分的目的 浓缩定义 基本解释使溶剂蒸发而提高溶液的浓度 泛指不需要的部分减少而需要部分的相对含量增高 详细解释脱水作业之一 用加热等方法使溶液中的溶剂蒸发而增加溶液的浓度 泛指用一定方法减少事物中不需要的部分 从而使需要部分的相对含量增加 在实际生产中 常用水 乙醇或其他有机溶剂提取药材的成分 提取精制的药液 浓缩时如果不回收蒸汽 不仅污染环境 而且是极大的浪费 所以浓缩时蒸发出来的蒸汽要进行回收 因此浓缩设备常与蒸馏设备连在一起使用 浓缩与蒸馏都是在沸腾状态下 经传热过程 将挥发性大小不同的物质进行分离的一种工艺操作 浓缩的原理是 加热使具挥发性的溶剂 如水 乙醇 达到沸点蒸发出去 而不具挥发性的物质仍留在溶液中 从而使溶液中的溶剂减少 就得到了浓缩液 蒸发是浓缩药液的重要手段 此外 还可以采用反渗透法 超滤法等使药液浓缩 浓缩常用的方法 1 常压浓缩 液体在常压下蒸发浓缩 被浓缩液体中的有效成分是耐热的 并且溶剂无燃烧性 无毒害 无经济价值 可利用常压浓缩法 该法耗时长 常用设备为敞口倾倒式夹层锅 敞口倾倒式夹层锅 2 减压浓缩 也叫真空浓缩 是指在密闭抽真空的容器内 药液在低于正常大气压的压力下沸腾 使溶剂蒸发出去而进行浓缩的工艺 浓缩常用的方法 减压浓缩工艺借助于真空泵使容器内的气压降低 溶液的沸点就随之降低 这样溶剂在较低温度下就能蒸发 低温下的沸腾能防止和减少热敏性物质的分解 同时气压低能提高蒸发效率 密闭的容器还有利于回收有机溶剂 如回收乙醇 所以这种减压浓缩的方法应用较为普遍 减压浓缩常用的设备有 真空浓缩罐 单效浓缩器 双效浓缩器 薄膜浓缩 多效浓缩 浓缩操作程序 1 检查设备的仪表是否灵敏 是否在校验期内 阀门是否开关灵活 如有问题应及时检修及更换 2 检查设备有无状态标示牌 是否处于清洁状态 并在有效清洁期内 若超出有效期应重新清洁后方可使用 3 开启冷却水 启动真空泵 在负压达到0 5Mpa以上 开始抽吸上工序的提取液 4 开启蒸汽 打开旁通阀 将蒸汽管内的余水排干 关闭旁通阀 5 待液面升至蒸发室一半位置 停止抽液 6 将蒸汽压力控制在 0 15Mpa范围内 保证温度不高于工艺要求的温度 从视镜观察液面应呈沸腾状态 不能出现暴沸或窝料的情况 7 观察液面下降及沸腾情况 及时向罐内补液 认真观察各压力表指示值不得超出工艺规定的数值 8 当浓缩液比重达工艺要求后出料 物料存入洁净的容器中 9 准确称取物料重量 容器外贴上标签 注明中间产品的名称 批号 数量 生产日期 生产班次 操作人员等 10 将称重好的物料按规定的物流通道送到冷库或交下道工序 并办理交接手续 11 一个批次生产结束后 严格按照SOP的要求清理作业现场 按设备清洁SOP清洁提取罐 12 作好生产记录及设备运行记录 浓缩过程中注意事项 设备运行过程中 操作人员不得擅自离岗 定时观察蒸汽压力及真空度 若有异常应及时减压 关闭蒸汽阀 并通知车间负责人及时组织检查维修 当浓缩运行过程中突然发生机件损坏或停电 停水故障 应立即关闭所有蒸汽阀门 打开排空阀关闭真空泵及循环水 若在浓缩过程中发生跑料现象 则应立即打开排空阀 关闭蒸汽阀门待料液恢复正常后 开机并调整设备的蒸发量 将泡料的物料从积液器抽入到浓缩罐内重新浓缩 放料时应注意控制放料阀门 调整放液速度 以防料液外溅造成人员烫伤 经常检查循环水温度 循环水温度超过30 则关闭蒸汽阀门 水提液除外 待水温达到要求后再开始浓缩 离心过滤 离心过滤是将料液送入有孔的转鼓并利用离心力场进行过滤的过程 以离心力为推动力完成过滤作业 兼有离心和过滤的双重作用 离心过滤一般分为滤饼形成 滤饼的压紧和滤饼压干三个阶段 但是根据物料性质的不同 有时可能只需进行一个或两个阶段 离心机分类 三足式离心机 上悬式离心机 刮刀卸渣过滤离心机 活塞推渣离心机 螺旋卸渣过滤离心机 离心力卸渣离心机 振动卸渣离心机 进动卸渣离心机 三足离心机 又称三足式离心机 因为底部支撑为三个柱脚 以等分三角形的方式排列而得名 三足离心机是一种固液分离设备 主要是将液体中的固体分离除去或将固体中的液体分离出去 注意事项 1 操作者必须熟悉机器的机构 性能和操作方法 2 开车前先转运刹数转 检查转鼓运转情况 3 加料应均匀分布 以免偏重过大造成机器振动过大 4 正常运转时 切勿制动开合臂 以免损坏兰令带及其它零件 5 顶盖上切勿放置任何物品 以免开车后发生意外事故 6 运转时一旦发生异常现象 应立即切断电源 刹车停机检查 7 机器必须定期检修 加注润滑油 每半年至少检修一次 8 机器运转必须按红箭头所示顺时针方向旋转 压滤机 压滤机的工作原理是利用压力泵 将提取液或打浆后的汁液压入相邻两滤板形成的密闭滤室中 使滤布两边形成压力差 从而实现固液分离 压滤机一般由头板 尾板 滤板 液压缸 主梁 传动及拉开装置等部分组成 液压缸活塞推动头板 使滤板压紧相邻的滤板形成滤室 由泵将提取液或打浆后的汁液送入滤室 液体透过滤布经排液口排出 滤渣在滤室形成滤饼 当提取液或打浆后的汁液充满滤室后 用高压泵继续对提取液或打浆后的汁液进行加压过滤 使固液在滤室内分离 压滤机的工作原理 压滤机的工作流程 压滤机结构简单 工作可靠 适应性强 一般按以下流程工作 1 压紧滤板 操作液压系统 使尾板向头板方向移动 把在头板和尾板之间的全部滤板压紧 由此 在相邻的滤板间构成了中空的密封滤室 2 压滤过程 给料泵将提取液或打浆后的汁液从尾板的给料孔输送到滤室里 当滤室充满提取液或打浆后的汁液后 压滤过程开始 提取液或打浆后的汁液借助给料泵的压力 进行固液分离 在压滤初期 提取液或打浆后的汁液在滤室内滤饼厚度不大 滤饼的阻力较小 脱水速度快 通常此时用低扬程 大流量的泵 随着滤饼厚度增加 阻力增大 压滤速度下降 此时应用高扬程小流量的泵 压滤过程所需的时间 根据提取液或打浆后的汁液的过滤特性和工艺要求而确定 当达到规定压滤时间 停止给料 压滤过程完成 3 松开滤板 操纵液压系统 将头板退回到原来位置 4 滤板卸料 传动及拉开装置上的传动链 相继将滤板拉开 滤饼借助自重脱落 由下部的运输机运走 压滤机的工作流程 树脂的优缺点 1 应用范围广吸附树脂的应用范围比离子交换树脂广 表现在 其一 许多生物活性物质对pH较为敏感 易受酸碱作用而失去活性 限制了离子交换法的应用 而采用吸附树脂 既能选择性吸附 又便于溶剂洗脱 整个过程pH不变 其二 对于存在有大量无机盐的发酵液 离子交换树脂受严重阻碍无法使用 而树脂却能从中分离提取抗菌素等物质 树脂的优缺点 2 理化性质稳定树脂稳定性高 机械强度好 经久耐用 且又避免了溶剂法对环境的污染和离子交换法对设备的腐蚀等不良影响 3 分离性能优良树脂对有机物的选择性良好 分离效能高 且脱色能力强 效果不亚于活性炭 4 使用方便树脂一般系小球状 直径在0 2 0 8mm之间 因此流体阻力小于粉状活性炭 使用方便 5 溶剂用量少溶剂法是液液萃取 溶剂消耗大 回收较难 而树脂吸附法仅用少量溶剂洗脱即达到分离目的 不仅溶剂用量少 而且又避免了严重的乳化现象 提高了效率 树脂的优缺点 6 可重复使用 降低成本吸附树脂再生容易 一般用水 稀酸 稀碱或有机溶剂如低浓度乙醇 丙酮对树脂进行反复清洗 即可再生重复使用 7 其他方面吸附树脂价格较贵 吸附效果易受流速和溶质浓度的影响 品种有限 不能满足中药多成分 多结构的需求 操作较为复杂 对树脂的技术要求较高 树脂的优缺点 在运用树脂进行分离精制工艺时 其大致操作步骤为 树脂预处理 树脂上柱 药液上柱 树脂的解吸 树脂的清洗 再生 由于每一个操作单元都会影响到树脂的分离效果 因此对树脂的精制工艺和分离技术的要求就相对较高 吸附树脂吸附分离技术要求 为除去树脂中未聚合单体与致孔剂 分散剂 防腐剂等有机残留物 提高树脂洁净度 需对市售树脂进行预处理 预处理方法 取市售树脂 加丙酮或甲醇浸泡24h 纯化水洗去杂质 洗至洗脱液无残留物 保存备用 检查 取干树脂0 5g 加70 乙醇5ml振摇 滤液蒸干不得有残留物 经预处理的树脂方可使用 树脂的预处理 药液的上柱吸附 1 吸附容量的考察吸附树脂的吸附作用主要是通过表面吸附 表面电性或氢键等 有一定吸附容量 当吸附量达到饱和时 其对化学物质吸附减弱甚至消失 此时化学成分即泄漏流出 故需要考察树脂的泄漏曲线 为预算树脂用量与可上柱药液量提供依据 2 药液上柱前的预处理为避免树脂被污染堵塞 药液上柱前一般需经过滤 除去较多的悬浮颗粒杂质 保证树脂的使用完全 顺利 3 上柱工艺条件的筛选 影响树脂吸附性能的因素有诸多方面 其中最基本的是树脂自身因素 包括树脂的 骨架结构 功能基性质及其极性等 此外 样品浓度 pH 吸附柱径高比及上样流速等条件 均不同程度地影响树脂的吸附性能 药液的上柱吸附 3 上柱工艺条件的筛选 影响树脂吸附性能的因素有诸多方面 其中最基本的是树脂自身因素 包括树脂的 骨架结构 功能基性质及其极性等 此外 样品浓度 pH 吸附柱径高比及上样流速等条件 均不同程度地影响树脂的吸附性能 上样溶液pH值对吸附和分离效果至关重要 根据化合物结构特点 灵活改变溶液pH值 可使提纯工作达到理想效果 一般情况下 酸性化合物在适当酸性溶液中充分被吸附 碱性化合物则在适当碱性条件下较好地被吸附 中性化合物可在大约中性的条件下被吸 药液浓度 流速及树脂柱径高比等因素也直接影响了吸附树脂的吸附性能 树脂的解吸 解吸时 通常先用水 继而以醇 水洗脱 逐步加大醇的浓度 同时配合适当理化反应和薄层层析 如硅胶薄层层析 纸层析 聚酰胺薄层层析及HLPC等 作指导 洗脱液的选择及其浓度 用量对解吸效果有着显著影响 对非极性树脂 洗脱剂极性越小 洗脱能力越强 对于中性树脂和极性较大的化合物来说 则用极性较大的溶剂洗脱较为合适 树脂再生的方法 一般用无水乙醇或95 乙醇洗脱至无色后 树脂柱即已再生 然后用大量水洗去醇 可用于相同植物成分的分离 若树脂颜色变深 可试用稀碱或稀酸溶液洗脱 最后水洗至中性 如果柱上方沉积有悬浮物 影响流速 可用水或醇从柱下进行反洗 以便把悬浮物顶出 树脂再生的方法 树脂经多次使用 有时柱床挤压过紧或树脂颗粒部分破碎而影响流速 可自柱中取出树脂盛于烧杯中用水漂洗去太小的颗粒和悬浮的杂质 再重新装柱使用 树脂应湿态保存 若部分颗粒暴露在空气中 在进行水溶性杂质分离时 失水后被空气填充的颗粒会悬浮于水面 此时将上浮树脂用乙醇处理 将树脂内部的空气排出后使用 树脂再生的评价指标 吸附残存量吸附性能 吸附容量的稳定性分离性能解吸性能 干燥的定义 指利用热能除去湿的固体物质 膏状物或药液中所含的水分或其他溶剂 获得干燥物品的工艺操作 在药剂生产中 新鲜的药材除水 原辅料除湿 水丸 片剂 颗粒剂等制备过程中均用到干燥 物料中所含水分的性状 1 结晶水 一般用风化法去除 2 结合水 指存在于细小毛细管中的水分和渗透到物料细胞中的水分 此种水分难以从物料中除去 3 非结合水 也叫自由水 指存在于物料表面润湿水 存在于物料孔隙中 此种水分与物料结合力弱 易于去除 常用的干燥方法 1 常压干燥 系指在常压下 利用干热空气进行干燥的方法 此法适用于对热稳定的药物 常用的设备有烘房或烘箱 优点 简单易行 缺点 但干燥时间长 易因过热引起成分的破坏 干燥品较难粉碎 烘箱 常用的干燥方法 2 减压干燥 又称真空干燥 它系指在密闭的容器中抽去空气后进行干燥的一种方法 优点 干燥温度低 干燥速度快 减少了物料与空气的接触机会 避免污染或氧化变质 产品呈松脆的海绵状 易于粉碎 适用于热敏性物料 缺点 但生产能力小 劳动强度大 真空干燥机 双锥回转真空干燥机 常用的干燥方法 3 沸腾干燥又称流床干燥 它是利用热空气流使湿颗粒悬浮 呈流态化 似沸腾状 热空气在湿颗粒间通过 在动态下进行热交换 带走水气而达到干燥的目的 其特点是适用于湿粒性物料的干燥 如片剂 颗粒剂制备过程中湿颗粒的干燥和水丸的干燥 优点 物料磨损轻 热利用率高 干燥速度快 产品质量好 制品干湿度均匀 没有杂质带入 无需翻料 适用于大规模生产 缺点 热能消耗大 清扫设备较麻烦 尤其是有色颗粒干燥时给清洗工作带来困难 设备名称 单层圆筒沸腾干燥床 多层圆筒沸腾干燥床 负压卧式沸腾干燥床 卧式多室 沸腾 流化床干燥机 多层圆筒沸腾干燥床 4 喷雾干燥此法是流化技术用于液态物料干燥的一种较好的方法 过程 是利用雾化器将一定浓度的液态物料 喷射成雾状液滴 落于一定流速的热气流中进行热交换 在数秒内进行水分的蒸发 获